"Omista soluistasi tehdyt" implantit voivat lopettaa selkäkipu
Selkä- ja niskakipu ovat usein seurausta selkärangan nikamia erottavien levyjen progressiivisesta vaurioitumisesta. Uuden monialaisen tutkimuksen ansiosta meillä voi olla pian parempi ratkaisu tähän ongelmaan: biotekniikkalevyt, jotka ovat kasvaneet ihmisen omista soluista.
Nikamien välinen rappeuma on yleinen ongelma, joka vaikuttaa suureen osaan väestöä.
Terveelliset nikamien väliset levyt toimivat tyypillisesti absorboimalla selkärankaan kohdistuvaa stressiä liikkuessamme ja säätämällä asennoitamme samalla tavalla kuin auton jousitus.
Jos nämä levyt kuluvat, se voi aiheuttaa kipua ihmisen selän tai kaulan eri alueilla.
Toistaiseksi nikamien välisen levyn rappeutumisen hoitoihin kuuluu selkärangan fuusio-leikkaus ja vaurioituneiden levyjen korvaaminen keinotekoisilla.
Nämä lähestymistavat tuovat kuitenkin rajallisia etuja, koska ne eivät pysty palauttamaan korvaamiensa nikamavälilevyjen täydellistä toimintaa.
Nyt monitieteinen tutkimusryhmä Pennsylvanian yliopiston Perelmanin lääketieteellisestä korkeakoulusta, tekniikan ja ammattikorkeakoulun sekä eläinlääketieteen korkeakoulusta pyrkii ratkaisemaan tämän ongelman kehittämällä yksilön omista kantasoluista valmistettuja bioinsinöörejä sisältäviä nikamavälilevyjä.
Kantasolut ovat erilaistumattomia soluja, joilla on mahdollisuus "muuttua" mihin tahansa erikoistuneeseen soluun. Siksi heistä on tullut monien lääketieteellisten tutkimusten, myös nykyisen, keskipiste.
Pennsylvanian yliopiston tutkijat ovat työskennelleet viimeisten 15 vuoden ajan bioinsinöörilevyjen mallien parissa - ensin laboratoriotutkimuksissa, sitten pienillä eläinkokeissa ja viimeksi suurten eläinkokeiden parissa.
"Tämä on merkittävä askel: kasvattaa niin suuri levy laboratoriossa, saada se levytilaan ja saada se sitten aloittamaan integroituminen ympäröivään natiiviin kudokseen. Se on erittäin lupaavaa ”, sanoo professori Robert L. Mauck, tämän tutkimuksen apulaiskirjailija.
"Nykyinen hoitostandardi ei todellakaan palauta levyä, joten toivomme tämän suunnitellun laitteen olevan korvata se biologisella, toiminnallisella tavalla ja palauttaa koko liikealue", hän lisää.
Eläintutkimukset ovat toistaiseksi onnistuneet
Aikaisemmin tutkijat testasivat uusia levyjä - nimeltään "levyn kaltaiset kulmakerrosrakenteet" (DAPS) - rotan pyrstöissä 5 viikon ajan.
Uudessa tutkimuksessa, jonka tulokset näkyvät lehdessä Tiede Translational Medicine, joukkue kehitti suunniteltuja levyjä entisestään. Sitten he testasivat uuden mallin - nimeltään ”endplate-modified DAPS” (eDAPS) - rotilla uudelleen, mutta tällä kertaa jopa 20 viikon ajan.
Bioinsinöörilevyn uuden rakenteen ansiosta se voi säilyttää muotonsa paremmin ja integroitua helpommin ympäröivään kudokseen.
Useiden testien - MRI-skannausten ja useiden syvällisten kudos- ja mekaanisten analyysien - jälkeen tutkijat havaitsivat, että rotamallissa eDAPS palautti tehokkaasti alkuperäisen levyn rakenteen ja toiminnan.
Tämä ensimmäinen menestys motivoi tutkimusryhmää tutkimaan eDAPS: ta vuohissa, ja he istuttivat laitteen joidenkin eläinten kohdunkaulan piireihin. Tutkijat päättivät työskennellä vuohien kanssa, koska kuten he selittävät, vuohien kohdunkaulan selkäydinlevyillä on samanlaiset mitat kuin ihmisillä.
Lisäksi vuohilla on puoliksi pystysuora muoto, jonka avulla tutkijat voivat tuoda tutkimuksensa askeleen lähemmäksi ihmiskokeita.
"Erittäin hyvä syy olla optimistinen"
Tutkijoiden vuohikokeet olivat myös onnistuneita. He huomasivat, että eDAPS integroitui hyvin ympäröivään kudokseen, ja levyjen mekaaninen toiminta vastasi ainakin vuohien alkuperäisten kohdunkaulalevyjen toimintaa, ellei sitä ylitetä.
"Mielestäni on todella jännittävää, että olemme päässeet niin pitkälle rotan hännästä aina ihmisen kokoisiin implantteihin", kertoo tohtori Harvey E. Smith.
"Kun tarkastelet mekaanisten laitteiden kirjallisuuden menestystä, mielestäni on erittäin hyvä syy olla optimistinen siitä, että voimme saavuttaa saman menestyksen, ellei ylitä sitä valmistettujen levyjen kanssa."
Tohtori Harvey E.Smith
Tutkijoiden mukaan seuraava vaihe sisältää laajempien, laajempien vuohikokeiden suorittamisen, jonka avulla tutkijat ymmärtävät paremmin eDAPS: n toiminnan.
Lisäksi tutkimusryhmä aikoo testata eDAPS: n ihmisen nikamien välisen levyn rappeutumisen malleissa, jolloin toivottavasti pääsee lähemmäs kliinisiä tutkimuksia.
"On paljon toivottavaa istuttaa biologinen laite, joka on valmistettu omista soluistasi", toteaa tohtori Smith ja lisää, että "aidon kudosteknologisesti suunnitellun liikettä säilyttävän korvaavan laitteen käyttäminen tämän tyyppisessä nivelleikkauksessa ei ole ovat vielä tehneet ortopediassa. "
"Luulen, että se olisi paradigman muutos siitä, miten me todella hoidamme näitä selkärangan sairauksia ja miten lähestymme nivelten liikettä säästävää jälleenrakennusta", hän jatkaa.
